Titolazione acido debole - base forte

La titolazione acido debole – base forte è più complessa rispetto alle titolazioni nelle quali ambedue le molecole sono forti. Prendiamo ad esempio l'acido acetico che ha un pKa pari a 4.78 (Ka = 1.8 * 10^-5) ed è un acido debole e l'idrossido di sodio che, invece, è una base forte.

La titolazione in questione è leggermente differente dalla titolazione acido forte – base forte che abbiamo visto precedentemente in quanto si raggiungono differenti punti durante l'esperimento. Un'altra differenza è data dal fatto che il pH del punto di equivalenza, in una titolazione dove una delle due specie è debole, non necessariamente è pari a 7.

All'inizio non c'è titolante, ovvero NaOH, per cui il pH è derivabile dalla concentrazione dell'acido debole. In questo caso:

È da ricordare che nel caso degli acidi deboli non si usa la formula pH = -log([acido]) poiché si deve tener conto che non tutto l'acido è dissociato.

Diciamo adesso che l'aggiunta della base forte può proseguire fino al raggiungimento del punto di equivalenza; anticipiamo che non bisogna confondere il punto di equivalenza di un sistema acido forte – base forte con il punto di equivalenza di un sistema con un elemento, acido o base che sia debole. Cosa succede quando si aggiunge al sistema una goccia di titolante? La reazione è la seguente:

Si forma acetato di sodio ed acqua. L'acetato di sodio è il sale di un acido debole ed una base forte per cui, in soluzione acquosa, da una idrolisi basica. Per calcolare il pH si può utilizzare l'equazione di Handerson-Hasselback:

Come si stabiliscono, di volta in volta, le concentrazioni? L'analisi in questione è di tipo quantitativo nel senso che bisogna, di volta in volta, calcolare le moli di acido debole / base forte rimaste (o consumate) e le moli del sale e dell'acqua formate. Ad esempio:

L'effetto tampone si attenua non appena si raggiunge il punto di equivalenza. È importante comprendere che il punto di equivalenza nella titolazione acido debole – base forte non è necessariamente pari a pH 7. A livello del punto di equivalenza si apprezza una idrolisi basica derivante dal sale formatosi. Subito dopo l'equivalenza la base aggiunta prende il “controllo” della situazione e l'eccesso che si viene a trovare in soluzione determina attivamente il pH.